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世界初 体外で 血管付き組織の培養に成功

■ 世界初、体外で血管網付き組織を再生  2011.2.27 産経

細胞シートと呼ばれる薄膜を使い、血管を持った組織を体外で作ることに、東京女子医科大先端生命医科学研究所の岡野光夫教授らが世界で初めて成功したことが26日、分かった。心臓などの大きな臓器を作る可能性を開く成果で、再生医療の普及に弾みがつきそうだ。3月1日から開かれる日本再生医療学会で発表する。

 人工多能性幹細胞(iPS細胞)などを使った再生医療では、細胞単位や薄膜での移植といった方法で研究が進んでいる。細胞シートを重ね合わせた研究では、ある程度の厚みのある組織を作ることには成功していた。

 しかし、血管がなければ組織自体が生存できないという問題があった。心臓など大きな臓器や組織を移植用に体外で作るには、その内部に酸素や栄養を供給する血管網が不可欠とされている。

 岡野教授は同大の清水達也准教授、早稲田大の坂口勝久助手らと共同で、血管部分をトンネル状にくりぬいたゲル材料に、血管内皮細胞を混合した細胞シートを張り付け、立体構造を持った組織の“型”を作製。トンネルに培養液を流しながら培養すると、内部に血管ができ、厚さ0・1ミリの組織になることを確認した。

これまで、重ねた細胞シートを背中の皮下など生体に入れると血管ができることは知られていたが、体外で血管の新生に成功したのは初めてという。体外で実施できることで、患者の負担の軽減につながる可能性もある。

 移植用の臓器再生では、ブタなどの大型動物の体内でヒトの臓器を作らせる研究も行われているが、感染症や倫理面で課題が多い。

 岡野教授らが取り組んでいるのは、細胞から臓器や組織を人工的に組み立てる「再生医工学」。中核となる技術として、培養した細胞シートを温度変化だけではがせる培養皿の技術の開発を進めている。今回の体外での血管網付き組織再生の成功と合わせることで、生着率の高い臓器再生技術につながると期待されている。(原田成樹)



不思議です。

血管部分をトンネル状にくりぬいたゲルを用意し
血管内皮細胞入りの細胞シートを張り付け、立体構造の型として
トンネルに培養液を流し培養すると、内部に血管ができる… って、

なぜ、血管が出来ちゃうんでしょう???



血管内皮細胞も、最適な路線図を作る 粘菌のように
なにか 不思議な性質を帯びているのでしょうか。

小さな小さな部分にも驚くほどの不思議、神秘が入ってる感じです。






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 粘菌にネットワーク構築の性質。 物流経路の設計に応用可能
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■ 「粘菌」エサの駅つなぎ首都圏そっくり鉄道網      2010年1月22日 読売
■ 粘菌:ネットワーク構築の性質、物流経路の設計に応用可能 2010.1.22 中日
■ 粘菌が描く「路線図」エサ求め伸縮・最適網、北大など実験  2010.1.22 日経
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■ 細胞での「人工心臓」に期待…生体外で心筋組織  2011年2月28日 読売

心臓の細胞をシート状にする技術を用いて、血管が通った心筋組織を生体外で作ることに、東京女子医大と早稲田大のチームが成功した。

 人工的な心臓作製につながる技術で、数年以内には医薬品の効果や副作用を調べる薬理試験への応用を目指す。3月に東京で開かれる日本再生医療学会で発表する。

 心筋の細胞シートでは、ラットの背中に貼り付け、毛細血管が通った心筋を再生することに成功している。一方、生体外でシートを作る技術では、栄養を運ぶ血管を通すことができず、心臓作製を阻んでいた。

 東京女子医大の岡野光夫教授と清水達也准教授らは、微少な流路をつくったコラーゲンを土台にして、その上にシートを載せた。シートに血管の基になる細胞を加え、流路に特定のたんぱく質を培養液として流すことで、毛細血管が通った心筋組織を作り出した。









■ ブタ:体内で完全な膵臓を再生することに成功 東大と明大  2011年2月27日 中日

生まれつき膵臓ができないブタの体内で、完全なブタの膵臓を作ることに、東京大と明治大のチームが成功した。
大型動物では世界初。
東京都内で開かれる日本再生医療学会で3月2日に発表する。

チームはまず、遺伝子操作で膵臓を作れないブタを作り、その体細胞を利用し「クローン胚」と呼ばれる受精胚を作った。一方、正常な膵臓を作れるブタの体細胞からもクローン胚を作成。この中の細胞を、遺伝子操作ブタのクローン胚に注入した。異なる遺伝情報を持つ細胞が混在した、この状態の胚は「キメラ胚」と呼ばれる。

このキメラ胚を、代理母ブタの子宮に入れ、出産させたところ、誕生した4匹の子ブタはすべて、正常な膵臓を持ち、血糖値を正常にコントロールした。これとは別に、胎児の段階で子宮から取り出して調べた7匹にも膵臓があり、100%、正常なブタの細胞に由来していた。チームは、本来できないはずの膵臓が正常なブタの細胞によって再生され、機能すると結論付けた。

責任者の中内啓光・東大医科学研究所教授(幹細胞生物学)らは昨年、同様の手法を使ってマウスの体内でラットの膵臓を作り出すことに成功している。

二つの成果を発展させ、膵臓を作れなくしたブタのクローン胚に、ヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞)を注入すればブタの体内でヒトの膵臓ができる可能性がある。しかし現在、国内の規制によって動物とヒトとのキメラ胚を子宮に入れることは禁じられている。【須田桃子】






■ ブタ体内でヒトの膵臓作成 東大などiPS細胞で研究 日経

東京大学と明治大学の研究チームは来年から、ヒトの新型万能細胞(iPS細胞)を使ってブタの体内でヒトの膵臓(すいぞう)を作る研究に本格着手する。将来的には血糖値を調整するインスリンを膵臓でうまく生産できない糖尿病患者などに移植でき、治療に使える臓器の再生を目指す。

東京大の中内啓光教授が17日、文部科学省の生命倫理・安全に関する専門委員会で明らかにした。研究チームは既に、遺伝子改変で生まれつき膵臓を持たないようにしたブタを作製。その胎児が母親の子宮にいる時にヒトのiPS細胞を入れ、胎児の体内でヒトの膵臓を作らせる計画だ。

いずれは膵臓を持たないブタの受精卵にヒトのiPS細胞を入れて育て、ヒトの膵臓を再生する方法を実現したい考え。現在はヒトの細胞が混ざった動物の受精卵を胎内に戻して育てることは禁じられているため、まず胎児を使って膵臓を作る計画を進める。

「膵臓以外の臓器などにヒトの細胞が混じらないか、豚由来のウイルスが影響しないかなどを注意深く調べる」(中内教授)としている。(日本経済新聞)






■ ブタ体内で人間の膵臓、東大・明大で研究開始へ 読売

東京大の中内啓光教授と明治大の長嶋比呂志教授らの研究グループは、様々な細胞に変化できるiPS細胞(新型万能細胞)を使って、ブタの体内で人間の膵臓をつくる研究を始めることを明らかにした。17日に開かれた文部科学省の専門委員会で説明した。

計画では、膵臓ができないように遺伝子操作したブタの胎児に、人間のiPS細胞を培養した細胞を移植し、人間の細胞でできた膵臓ができるかどうか調べる。

同省の指針では、人間と動物の細胞が混ざった胚(受精卵)を子宮に入れることを禁じているが、胎児への移植は対象ではない。






■ iPS細胞利用、豚で人の膵臓 東大と明治大が計画 47NEWS

豚の胎児に人間の人工多能性幹細胞(iPS細胞)を移植し、この胎児に人間の膵臓を作らせる計画を、東京大医科学研究所の中内啓光教授と明治大の長嶋比呂志教授らが17日、文部科学省の専門委員会で明らかにした。

iPS細胞はさまざまな細胞になる能力があり、再生医療への応用が期待されている。中内教授は「慎重に研究を進め、将来は人間に移植可能な臓器を作りたい」と話している。

計画では、遺伝子操作で生まれつき膵臓ができない豚を利用。この豚が母豚の子宮内にいる胎児の段階で、人間のiPS細胞かiPS細胞から分化させた膵臓の前駆細胞を移植する。もともとは豚の膵臓ができる場所に人間のiPS細胞由来の膵臓ができる可能性があるという。





■ ブタの胎児にヒト万能細胞=臓器再生へ、研究計画-東大など 時事ドットコム

東京大医科学研究所の中内啓光教授と明治大の長嶋比呂志教授らの共同研究グループは17日、将来の臓器再生を目指し、ブタの胎児にヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞)を移植する研究計画を明らかにした。来年早々にも着手したいとしている。同日開かれた文部科学省の専門委員会で報告した。
中内教授らは7月、ブタの受精卵(胚)にヒトのiPS細胞を移植する基礎研究の承認を受けている。しかし、同省の指針でヒトと動物の細胞が混じった胚は胎内への移植が禁止され、試験管内でも一定の日数しか培養できない。
計画では、膵臓(すいぞう)ができにくいように遺伝子操作したブタの胎児に、膵臓に分化するよう誘導したヒトiPS細胞を移植。ブタの体内でヒトの細胞に基づく膵臓ができるかどうかや、目的の臓器以外にヒトとブタの細胞の混合が起きないかなどを調べる。
研究グループは、膵臓を作れないようにしたマウスの胚にラットのiPS細胞を移植し、マウスの体内で正常なラットの膵臓を作ることに成功している。












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「粘菌」エサの駅つなぎ首都圏そっくり鉄道網      2010年1月22日 読売

 「粘菌」と呼ばれる単細胞生物が鉄道網のような高度なネットワークを構築する能力があることを、北海道大学の手老(てろう)篤史研究員らが突き止めた。

 実験で、粘菌が首都圏鉄道網のミニチュア版そっくりに変形していく様子を確認した。22日付の米科学誌「サイエンス」に発表する。

 粘菌は、胞子から小さなアメーバが生まれ、アメーバ同士が融合して、変幻自在に伸びるネバネバの集合に育つ。実験では、関東地方をかたどった容器(縦21センチ、横17センチ)の中で、横浜や千葉など首都圏の主要36駅に当たる位置にエサを配置。東京都心に粘菌を置いた。粘菌はエサを求めて広がり、次第に実際の鉄道網のようになった。

 粘菌が変形した「鉄道網」を分析すると、輸送効率やアクシデント時の迂回(うかい)路の確保といった点で、実際のJR鉄道網より優れたところがあるという。手老さんは「数億年を生き抜いてきた能力が巧妙な『鉄道網』を構築した」とみる。
                   (2010年1月22日04時50分 読売新聞)                  

20100121-115822-1-N「粘菌」と呼ばれる単細胞生物が鉄道網のような高度なネットワークを構築

「粘菌」と呼ばれる単細胞生物が鉄道網のような高度なネットワークを構築20100121-115872-1-N

「粘菌」と呼ばれる単細胞生物が鉄道網のような高度なネットワークを構築20100121-115891-1-N
東京都心に置いた粘菌(上)は、エサを求めて広がり(中・8時間後)、
鉄道網のような姿になる(下・26時間後)=手老さん提供








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粘菌:ネットワーク構築の性質、物流経路の設計に応用可能 2010.1.22 中日

脳を持たない単細胞生物の粘菌を関東地方の形をした寒天上で育てると、実在の鉄道路線に似たエサを輸送する経路を作った。北海道大、広島大など日英の共同研究チームは、輸送効率や頑強性などは実際の鉄道以上に優れていることもあると分析。粘菌の経路を数値計算で再現し、物流や情報のネットワークの設計・評価に応用できるとしている。22日付の米科学誌「サイエンス」で発表した。

 真正粘菌は環境によってアメーバ状の変形体になる。複数のエサがあれば各エサを囲む小集団を作り、その間を管状の経路でつなぐ。北海道大の手老(てろう)篤史・科学技術振興機構専任研究員(数理生物学)と中垣俊之准教授(生物学)らは関東地方の形にした寒天を利用。JR東日本の主要駅に相当する約30カ所にエサを、山手線内の部分に大きなエサと真正粘菌モジホコリの変形体を置いて繰り返し実験した。

 1~2日後に主要駅を結ぶ経路が完成。毎回異なる形状になったが、経路には▽全長はなるべく短くなる▽利用の多い経路が太く発達する▽切れた場合の迂回(うかい)路がある--などの共通点があった。

 さらに粘菌の光を避ける性質を利用し、標高の高い場所など鉄道を建設しづらい場所に光を当てた。その結果、鉄道なら建設費用が最小限ですむような最適経路を作った。実際の鉄道路線とよく似た経路を作ることもあったという。

 研究チームは管の太さや輸送量などを再現する数式を作り、改めて各経路と鉄道路線を比較。効率性、費用、頑強性の3項目で評価すると、粘菌は各項目をバランスよく満たし実際の路線より優れた経路を作ることもあった。手老さんは「移り変わる自然環境の中で数億年生き延びてきた粘菌は、変化に柔軟に対応し、適切な経路を作る。粘菌に学ぶことで、機能的で合理的な都市間ネットワークやインフラ整備が可能になるのではないか」と話している。【須田桃子】

粘菌:ネットワーク構築の性質 20100122k0000m040143000p_size6

側は、光をあてない場合(A)と
標高の高い場所や湖に相当する場所に光をあてた場合(B)の粘菌ネットワーク。

側は上から、Bのネットワークを点と直線で図示した結果(C)、
実際の鉄道路線(D)=サイエンス誌提供






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粘菌が描く「路線図」エサ求め伸縮・最適網、北大など実験  2010.1.22 日経

 単細胞生物の粘菌がエサの栄養分を体内に巡らせる際、アメーバのように体を伸び縮みさせて効率的な“輸送網”を形成することを、科学技術振興機構(JST)や北海道大学、広島大学の研究チームが実験で突き止めた。下等な生き物の知的な振る舞いとして話題になりそうだ。論文が22日発行の米科学誌サイエンスに掲載される。

粘菌は落ち葉の下で暮らし、薄くシート状になった体を数十センチも広げる性質がある。




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